JPH03110749A - 水冷型放電灯用電極 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、キセノン等の放電ガスが封入された大出力の
放電灯に使用される水冷型の電極に関するものである。

［従来の技術］ 宇宙開発用に使用されるソーラーシュミレータ（大気圏
外の真空状態における太陽光線の照射テストに利用され
る宇宙環境装置）や超高温材料の研究に利用されるアー
クイメージファーネス（放電灯の輻射熱を光学的に集光
して耐熱物質を溶解する装置）等には、水銀やキセノン
、アルゴン等の希ガスが封入されて、点灯時の圧力が１
０気圧以上になるショートアーク型高圧放電灯が利用さ
れているが、最近では装置の大型化に伴い、高出力のも
のが要求されており、５０ＫＷ程度の大型のものも開発
されつつある。

しかしながら、大型のものは高電圧、高電流（例えば３
０ＫＷのキセノンショートアーク放電灯の場合、電極間
距離１３１．で４５Ｖ　６６０Ａである）となるため高
熱が発生するので、陽極は水冷するタイプのものが使用
され、材質としては熱伝導のよい銅が用いられている。

そして、この銅の基体金属の厚みは、薄い程冷却効率が
上がるが、機械的強度等の条件を加味すると１．５１以
下にはてきないのが実情である。

従来、この水冷型の陽極は、銅や銅の表面にロジウムを
メツキしたものが用いられてきたが、前述のように、６
００Ａ以上の電流が流れる超大型のものについては、温
度上昇による銅の溶解を防ぐために、アークの当る部分
にろう材を用いてダンゲステンの薄板を接合するタイプ
のものも用いられている。

第４図は従来の水冷型放電灯用電極の陽極部の概略構成
を示す側面図で、１は放電灯用電極の陽極を構成する銅
からなる中空の基体金属、２はこの基体金属ｌの冷却の
ための放熱フィン、３は陽極の先端に設けられたダンゲ
ステンよりなる薄板であり、基体金属ｌと薄板３はろう
材４て接合されている。

第４図の電極において、動作中に銅からなる基体金属ｌ
及びタングステンよりなる薄板３の温度上昇を防ぐため
に、これらの基体金属ｌ及び薄板３からなる電極の中空
部に水を流して冷却して電極先端の溶解や蒸発を防止す
るようにしている。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のように、従来の水冷型放電灯用電極においては、
電極の基体金属である銅と、この銅の表面に取付けるタ
ングステンの薄板とをろう材を用いて接着していたが、
このろう材の厚みや均一性を一定にすることは難しく、
従って、ろう材の厚みや均一性が異なると電極のアーク
による熱が、均一かつ効率よく冷却水に伝わらないとい
う問題があった。

また、ろう材自身の熱伝導率が低いので、冷却効率が下
がるのみならず、厚みを均一にすることが難しいので、
銅の表面（側面も含めて）全体、即ち、アークに接する
銅の表面全てをタングステンの薄板で覆うことは困難で
あるという問題があった。

この発明はかかる従来の課題を解決するためになされた
もので、大電流の場合においても充分使用が可能な水冷
型放電灯用電極の特に陽極構造を提供することを目的と
する。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、この発明の水冷型放電灯
用電極は、中空の銅よりなる基体金属の前面から側面に
かけてタングステンよりなる薄板で覆い、該薄板と前記
基体金属を溶融接合させた構成を有するものである。

［作用］ 上記の構成を有することにより、この発明は。

■陽極の前面から側面にかけてタングステンの薄板で覆
われているので、アークに接する部分は銅が露出してい
ない。

■タングステンの薄板と銅の基体金属は、溶融接合によ
り直接接続されているので、アークの熱が均一、かつ効
率よく冷却水に伝わる。

［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例を示す陽極部の断面図であ
る。第１図において、中空の銅よりなる基体金属１は、
前面の平坦部１１とテーバ部１２と側面部１３とを有し
、内部の水冷部分には多数の放熱フィン２が設けられて
いる。この基体金属ｌの平坦部１１．テーパ部１２．側
面部１３にはタングステンよりなる薄板３が被せられて
おり、基体金属１とは溶融接合により接続されている。

具体的には、例えばタングステンの薄板の厚み１．５．
、、であり、基体金属（銅）の厚みはタングステンで覆
われている部分がｌ〜ｔ、Ｓ、、であり、タングステン
で覆われていない部分が３１．である。

次に、この陽極部の製造方法について述べる。

基体金属ｌの前面ならびに側面を被覆するタングステン
の薄板は、例えば、所定の大きさのタングステン体から
機械加工により切り出す等の方法により、製作すること
ができる。

次いで、所定の形状にされたタングステンの薄板をカー
ボン治具に入れ、その上に最終形状に必要に応じ、充分
な容量の銅を置き、Ｎ２雰囲気中（温度１１００℃）に
て溶解した後、冷却凝固させ、さらにＮ２雰囲気中（温
度１１００℃以上）にて再び溶解した後、冷却凝固させ
て銅とタングステンの薄板を接合させる。

上記方法で得た電極は、気泡のない緻密な銅とタングス
テンの薄板の接合品となる。

このようにして接合した電極を最後に外周を機械加工に
て仕上げ、目的の寸法とする。

また、第２図はこの発明の他の実施・例を示す断面図で
、タングステンよりなる薄板３が基体金属ｌのテーバ部
まで被せられている場合の具体例を示したものである。

さらに、第３図はこの発明のさらに他の実施例を示す断
面図て、先端が球状をした場合の具体例を示したもので
ある。

尚、第２図、第３図共に、第１図と同一または相当部分
には同一符号を用いてあり、その製造方法及びこれらの
構成による動作は第１図と同一であるので、説明は省略
する。

［発明の効果コ 以上説明したとおり、この発明の水冷型放電灯用電極は
、次のような効果を有する。

■前面から側面にかけてタングステンの薄板で覆われて
いるので、アークによる電極ダメージが軽減される。

■銅よりなる基体金属とタングステンの薄板が溶融接合
により接続されているので１品質が安定化する。

■結果として、電極の長寿命化が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す陽極部の断面図、第
２図はこの発明の他の実施例を示す断面図、第３図はこ
の発明のさらに他の実施例を示す断面図、第４図は従来
の水冷型放電灯用電極の陽極部の概略構成を示す断面図
である。 図中。 ｌ：基体金属 ２：放熱フィン ３：タングステンよりなる薄板 ４：ろう材 １１：平坦部 １２：テーパ部 １３：側面部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 中空の銅よりなる基体金属の前面から側面にかけてタン
   グステンよりなる薄板で覆い、該薄板と前記基体金属を
   溶融接合させた構成を有することを特徴とする水冷型放
   電灯用電極。